近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所解析了大豆維持根瘤中磷穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制。該機制的解析拓寬了人們對大豆磷穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機理的理解，為大豆的氮磷高效分子育種提供新的理論基礎。相關研究成果在線發(fā)表在《植物生理學(Plant Physiology)》上。
據(jù)傅永福研究員介紹，氮磷是植物生長必需的兩大營養(yǎng)元素，生物固氮是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中重要的氮素來源之一，根瘤是豆科植物生物固氮的主要場所，維持根瘤中的磷穩(wěn)態(tài)是根瘤正常發(fā)育和固氮的關鍵。磷轉(zhuǎn)運載體 PHT1 和磷脅迫響應因子 PHR 構(gòu)成了植物磷信號通路中的關鍵調(diào)節(jié)模塊，在維持不同器官的磷穩(wěn)態(tài)中起著重要作用。但是 PHR1-PHT1 調(diào)節(jié)模塊及其在根瘤中的功能仍不明了。
該研究鑒定出了1個大豆磷轉(zhuǎn)運載體( GmPHT1;11 )和4個磷脅迫響應因子( GmPHR1~GmPHR4 )，它們在根瘤的不同組織中顯示出特定的表達模式。研究證實了在根瘤中磷脅迫響應因子與磷轉(zhuǎn)運載體之間存在復雜的網(wǎng)絡調(diào)控關系。同時，還發(fā)現(xiàn)過表達 GmPHT1;11 的大豆植株根瘤中磷含量增加，根瘤大小增大，固氮酶活性升高?；诖?，研究建立了大豆根瘤中磷轉(zhuǎn)運載體和磷脅迫響應因子( GmPHR-GmPHT1 )的調(diào)節(jié)模型，二者通過相互交叉的調(diào)控方式，在根瘤固氮區(qū)和非固氮區(qū)形成了多樣的調(diào)控網(wǎng)絡，共同維持根瘤中磷的動態(tài)平衡，從而調(diào)節(jié)根瘤的發(fā)生和發(fā)育。
該研究得到國家重點研究發(fā)展計劃、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程及基礎研究基金等支持。（通訊員 衛(wèi)斐）
原文鏈接：https://doi.org/10.1104/pp.19.01209
